Engenharia da película adquirida com trimetafosfato de sódio e peptídeos para a proteção contra a erosão do esmalte e da dentina

O presente estudo teve como objetivo avaliar o efeito de peptídios e trimetafosfato de sódio (TMP) sobre a modulação da película adquirida do esmalte (PAE) e seus efeitos sobre a erosão do esmalte e da dentina. No Subprojeto 1 (S1), avaliou-se o efeito in vitro de soluções contendo TMP, isolado ou associado aos peptídeos CaneCPI-5 (Cane), Stn15pSpS (Stat) e hemoglobina (Hb) na proteção do esmalte frente à desmineralização erosiva; no Subprojeto 2 (S2), foi avaliado in vivo o perfil proteômico da película adquirida do esmalte (PAE) tratada com Cane e TMP, sozinhos ou coadministrados; no Subprojeto 3 (S3), investigou-se o desempenho de géis contendo fluoreto (F), TMP e Cane, isolados ou associados, na proteção do desgaste erosivo da dentina in vitro. Em S1, blocos de esmalte bovino foram tratados com 15 soluções contendo os quatro ativos em diferentes associações, além de Elmex e água deionizada, seguidas de exposição à saliva humana (2 h). Após 3 desafios erosivos consecutivos (ácido cítrico a 1%, pH 3,5, 1 min/desafio), foi determinada a porcentagem de alteração de dureza de superfície (%ADS). Em S2, voluntários adultos realizaram bochechos com soluções contendo Cane, TMP, Cane+TMP, Elmex e água deionizada, e a PAE foi formada por 2 h, previamente à sua coleta e análise proteômica. Em S3, blocos de dentina bovina foram divididos em 9 grupos, de acordo com os géis de tratamento: Placebo (sem ativos), 4500 µg F/g (4500F), 9000 µg F/g (9000F), Cane 0,1 mg/mL, 5% TMP, Cane+TMP, Cane+4500F, TMP+4500F e Cane+TMP+4500F. Os géis foram aplicados uma vez (4 min), seguidos por 2 horas de imersão em saliva humana. Os espécimes foram então submetidos a 4 desafios erosivos diários (ERO, ácido cítrico, pH 2,4, 90 s) por 7 dias. Metade dos espécimes foi adicionalmente submetida à abrasão por escovação (ERO+ABR). A perda de tecido dentinário foi quantificada por microscopia confocal de campo amplo. Os dados foram analisados pelo teste de Kruskal-Wallis e teste de Student-Newman-Keuls (S1), teste t (S2) e ANOVA a 2 critérios e teste de Tukey (S3). Em S1, a formulação 3%TMP+Cane apresentou o maior efeito protetor, comparável ao controle positivo. Concentrações menores de TMP associadas à Cane ou Stat também reduziram significativamente a %ADS, enquanto todas as combinações TMP+Hb resultaram nas maiores %ADS. Em S2, foram identificadas 191 proteínas na PAE, sem proteínas exclusivas entre os grupos. CaneCPI-5 isolada promoveu um aumento acentuado da Aminoacilase-1, enquanto TMP isolado modulou diversas proteínas salivares e estruturais, incluindo proteínas ricas em prolina, cistatina-C, actina e ATP sintase. A combinação CaneCPI-5+TMP elevou a Aminoacilase-1 e potencializou proteínas ricas em prolina e componentes estruturais, com diferenças mínimas em relação à CaneCPI-5 isolada. Em S3, as formulações 4500F+Cane e 4500F+TMP promoveram o menor desgaste, com efeito protetor superior ao promovido pelo gel 9000F sob condições erosivas mais severas (ERO+ABR). A associação dos 3 ativos não potencializou os efeitos do gel 4500F. De modo geral, os achados indicam que a eficácia do TMP em reduzir a perda mineral erosiva do esmalte está relacionada à concentração utilizada e sua compatibilidade com proteínas capazes de reforçar a película adquirida (S1). Em acréscimo, a coadministração de Cane e TMP está relacionada a maior atividade metabólica na PAE, com aumento na adsorção de proteínas tipicamente encontradas na PAE, incluindo capacidade de promover ligações proteína-proteína (S2). Por fim, a associação de TMP com CaneCPI-5 ou fluoreto aumentou significativamente a resistência da dentina frente a desafios erosivos (S3). Conjuntamente, os resultados sugerem uma ação dual do TMP na proteção contra desafios erosivos, atuando tanto na nucleação mineral como por modificações na composição da PAE. Sua combinação com Cane mostrou-se promissora para o controle do desgaste erosivo, demandando investigação adicional em condições in situ e clínicas.

Resumo (inglês)

The present study aimed to evaluate the effects of peptides and sodium trimetaphosphate (TMP) on the modulation of the acquired enamel pellicle (AEP) and their impact on enamel and dentin erosion. In Subproject 1 (S1), the in vitro effect of solutions containing TMP, alone or combined with the peptides CaneCPI-5 (Cane), Stn15pSpS (Stat), and hemoglobin (Hb), on enamel protection against erosive demineralization was assessed. In Subproject 2 (S2), the in vivo proteomic profile of the AEP treated with Cane and TMP, alone or co-administered, was evaluated. In Subproject 3 (S3), the performance of gels containing fluoride (F), TMP, and Cane, alone or in combination, in protecting dentin against erosive wear in vitro was investigated. In S1, bovine enamel blocks were treated with 15 solutions containing the four active agents in different combinations, in addition to Elmex and deionized water, followed by exposure to human saliva (2 h). After three consecutive erosive challenges (1% citric acid, pH 3.5, 1 min/challenge), the percentage of surface hardness change (%SHC) was determined. In S2, adult volunteers rinsed with solutions containing Cane, TMP, Cane+TMP, Elmex, or deionized water, and the AEP was allowed to form for 2 h prior to collection and proteomic analysis. In S3, bovine dentin blocks were divided into nine groups according to the treatment gels: placebo (no actives), 4500 µg F/g (4500F), 9000 µg F/g (9000F), Cane 0.1 mg/mL, 5% TMP, Cane+TMP, Cane+4500F, TMP+4500F, and Cane+TMP+4500F. The gels were applied once (4 min), followed by 2 h of immersion in human saliva. Specimens were then subjected to four daily erosive challenges (ERO; citric acid, pH 2.4, 90 s) for 7 days, with half of the specimens additionally exposed to toothbrushing abrasion (ERO+ABR). Dentin tissue loss was quantified by wide-field confocal microscopy. Data were analyzed using the Kruskal–Wallis and Student–Newman–Keuls tests (S1), t test (S2), or two-way ANOVA and Tukey’s test (S3). In S1, the 3% TMP+Cane formulation showed the greatest protective effect, comparable to the positive control. Lower TMP concentrations combined with Cane or Stat also significantly reduced %SHC, whereas all TMP+Hb combinations resulted in the highest %SHC. In S2, 191 proteins were identified in the AEP, with no exclusive proteins among groups. CaneCPI-5 alone induced a marked increase in Aminoacylase-1, while TMP alone modulated several salivary and structural proteins, including proline-rich proteins, cystatin-C, actin, and ATP synthase. The CaneCPI-5+TMP combination increased Aminoacylase-1 and enhanced proline-rich proteins and structural components, with minimal differences compared with CaneCPI-5 alone. In S3, the 4500F+Cane and 4500F+TMP formulations resulted in the lowest dentin wear, showing greater protection than the 9000F gel under more severe erosive conditions (ERO+ABR). The association of all three actives did not potentiate the effects of the 4500F gel. Overall, the findings indicate that the efficacy of TMP in reducing erosive mineral loss of enamel depends on its concentration and its compatibility with proteins capable of reinforcing the acquired pellicle (S1). Additionally, the co-administration of Cane and TMP was associated with increased metabolic activity in the AEP, with enhanced adsorption of proteins typically found in the pellicle, including those involved in protein–protein interactions (S2). Finally, the association of TMP with CaneCPI-5 or fluoride significantly increased dentin resistance to erosive challenges (S3). Collectively, these results suggest a dual action of TMP in protection against erosive challenges, acting both in mineral nucleation and through modifications in AEP composition. Its combination with Cane appears promising for the control of erosive tooth wear, warranting further investigation under in situ and clinical conditions.

Palavras-chave

Erosão dentária, Polifosfatos, Polyphosphates, Polyphosphates

Idioma

Português

Citação

Martins, T.P. Engenharia da película adquirida com trimetafosfato de sódio e peptídeos para a proteção contra a erosão do esmalte e da dentina. 2025. Tese (Doutorado em Ciências, área de Saúde Bucal da Criança) – Faculdade de Odontologia de Araçatuba, Universidade Estadual Paulista (UNESP), Araçatuba, 2025.